硅基低漏电流悬臂梁栅mosfet或非门的rs触发器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明提出了硅基低漏电流悬臂梁栅MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管） 或非门的RS触发器，属于微电子机械系统（MEMS)的技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着集成电路设计行业的不断发展，各种有特殊用途的芯片和电路被设计出来， 这些芯片和电路都能实现自己特定的功能。但是近年来，芯片电路的集成规模越来越大，芯 片内晶体管的散热和静态功耗问题变得越来越严重，芯片内温度的改变会影响晶体管和集 成电路工作的稳定性。伴随着移动终端迅猛发展，而电池技术的发展遇到了前所未有的瓶 颈，所以降低芯片功耗和散热的问题就显得尤为重要。
[0003] RS触发器电路作为数字电路的重要组成部分，它是各种具有复杂功能的触发器电 路的基本构成部分，由于RS触发器电路的基础性，在中央处理器等数字式电路中有巨大的 应用，所以对RS触发器电路的功耗和温度的控制就显得十分重要，由常规M0S管组成的RS 触发器，随着集成度的提升，功耗变得越来越严重，功耗过大带来的芯片过热问题会严重影 响集成电路的性能，MEMS技术的发展使得制造具有可动栅的晶体管成为可能，具有可动栅 的晶体管可以有效降低栅极电压带来的栅极漏电流，进而降低RS触发器电路的功耗。
【发明内容】
[0004] 技术问题：本发明的目的是提供一种硅基低漏电流悬臂梁栅MOSFET或非门的RS 触发器，将传统RS触发器中采用的两个由常规M0S管构成的或非门换为两个由悬臂梁栅 NM0S管构成的或非门（即四个具有悬臂梁栅的NM0S管），可以有效地减小栅极漏电流从而 降低电路的功耗。
[0005] 技术方案：本发明的一种硅基低漏电流悬臂梁栅MOSFET或非门的RS触发器包括 由第一悬臂梁栅NM0S管和第二悬臂梁栅NM0S管组成的第一或非门，由第三悬臂梁栅NM0S 管和第四悬臂梁栅NM0S管组成的第二或非门，每个或非门串接一个电阻，该RS触发器制作 在P型硅衬底上，四个悬臂梁栅即NM0S管的栅极悬浮在二氧化硅层之上，用A1制作而成； 悬臂梁栅的一端固定在锚区上，另一端悬浮在二氧化硅层之上，锚区用多晶硅制作在二氧 化硅层上，N+有源区是NM0S管的源极和漏极，源极和漏极通过通孔与引线连接，下拉电极 在悬臂梁栅下的部分被二氧化硅层覆盖；其中第一或非门的输出端通过导线与第二或非门 的一个输入端相接，同样第二或非门的输出端也通过导线与第一或非门的一个输入端相连 接，形成完全对称的结构；RS触发器有两个外接信号输入端分别是SD和RD，以及两个输出端 Q和Q，。
[0006] 所述的RS触发器所用的悬臂梁栅依靠锚区的支撑悬浮在二氧化硅层上方；NM0S管的悬臂梁栅的下拉电压设计的与NM0S管的阈值电压相等，只有当NM0S管的悬臂梁栅上 所加的电压大于NM0S管的阈值电压时，其悬臂梁栅才能下拉并接触二氧化硅层从而使悬 臂梁栅NM0S管反型导通，当所加电压小于NM0S管的阈值电压时悬臂梁栅就不能下拉，当该 RS触发器在输入信号的作用下处于工作态时，两个NMOS管就在导通或者截止状态之间变 化，当NM0S管处于关断态时其悬臂梁栅就处于悬浮态。
[0007] 组成RS触发器的第一或非门、第二或非门中的两个NM0S管的源极连接在一起共 同接地，两个NM0S管的栅极都是数字信号的输入端，两个NM0S管的漏极连接在一起然后通 过电阻与电源电压相接，数字信号在两个NM0S管的栅极上输入，在两个NM0S管的漏极与其 共同的负载电阻之间输出。
[0008] 所述的电阻的阻值设置为当其中任意一个NM0S管导通时，相比于导通的NM0S管， 该电阻5的阻值足够大可使得输出为低电平，当两个NM0S管都不能导通时，相比于截止的 NM0S管，该电阻的阻值足够小可使得输出为高电平。
[0009] 当该RS触发器处于工作态时，定义Q= 1，Q' = 0为触发器的1状态，定义Q= 0， Q' =1为触发器的0状态，SD称为置位端，RD称为复位端。当SD=1、RD=0时，Q=1，Q' =0,在SD= 1信号消失以后，由于有Q端的高电平接回到G2的另一个输入端，因而电路的 1状态得以保持；当SD=0、RD=1时，Q= 0，Q' =1，在RD=1信号消失以后，电路的0状 态保持不变；当SD=RD= 0时，电路维持原来的状态不变；当SD=RD= 1时，Q=Q' = 0， 这既不是定义的1状态，也不是定义的〇状态，而且当SD和RD同时回到0以后仍然无法判 断触发器将回到哪个状态，因此，在正常工作时输入信号应遵守SDRD= 0的约束条件，那么 SD=RD= 1的信号将不允许输入。并且该触发器中的NM0S管随着输入信号的变化其状态 也在导通与关断之间变化，当NM0S管处于关断态时其悬臂梁栅就处于悬浮状态，这就意味 着此刻该RS触发器中的M0SFET上不存在栅极漏电流，降低了RS触发器的静态功耗。
[0010] 在本发明中的RS触发器所用的悬臂梁栅NM0S管的栅极并不是直接紧贴在二氧化 硅层上，而是依靠锚区的支撑悬浮在二氧化硅层上方。NM0S管的悬臂梁栅的下拉电压设计 得与NM0S管的阈值电压相等，只有当NM0S管的悬臂梁栅上所加的电压大于NM0S管的阈值 电压时，其悬臂梁栅才能下拉并接触二氧化硅层从而使悬臂梁栅NM0S管反型导通，当所加 电压小于其阈值电压时悬臂梁栅就不能下拉，正因为如此，就使本发明中的RS触发器具有 较小的直流漏电流。
[0011] 有益效果：本发明的硅基低漏电流悬臂梁栅M0SFET或非门的RS触发器由于具有 可动的悬臂梁栅，该NM0S管处于关断状态时，其悬臂梁栅及就处于悬浮状态，减小了栅极 直流漏电流，使本发明中的RS触发器的功耗得到了有效地降低。
【附图说明】
[0012] 图1是硅基低漏电流悬臂梁栅M0SFET或非门的RS触发器的俯视图。
[0013] 图2是硅基低漏电流悬臂梁栅M0SFET或非门的RS触发器的A-A'向的剖面图。
[0014] 图3是硅基低漏电流悬臂梁栅M0SFET或非门的RS触发器的B-B'向的剖面图。
[0015] 图4是硅基低漏电流悬臂梁栅M0SFET或非门的RS触发器的原理图。
[0016] 图中包括：第一悬臂梁栅NM0S管1、第二悬臂梁栅NM0S管2、第三悬臂梁栅NM0S 管3、第四悬臂梁栅NM0S管4、电阻5、引线6、二氧化硅层7、悬臂梁栅8、锚区9、N+有源区 10、通孔11、下拉电极12、P型硅衬底13、第一或非门G1、第二或非门G2。
【具体实施方式】
[0017] 本发明的硅基低漏电流悬臂梁栅MOSFET或非门的RS触发器主要是由两个由悬臂 梁栅NM0S管组成的或非门即四个悬臂梁栅NM0S管，每个或非门由两个悬臂梁栅NM0S管和 一个阻值合适的电阻5构成，该RS触发器制作在P型硅衬底13上，四个悬臂梁栅NM0S管 的栅极悬浮在二氧化硅层7之上，用A1制作而成；悬臂梁栅8的两个锚区9用多晶硅制作 在二氧化硅层7上，N+有源区10是NM0S管的源极和漏极，源极和漏极通过通孔11与引线 6连接，下拉电极12在悬臂梁栅8下的部分被二氧化硅层7覆盖。
[0018] 组成RS触发器的或非门的结构是，或非门中的两个NM0S管的源极连接在一起共 同接地，两个NM0S管的栅极都是数字信号的输入端，两个NM0S管的漏极连接在一起然后与 同一电阻5相接，电阻5的阻值设置为当其中任意一个NM0S管导通时，相比于导通的NM0S 管，该电阻5的阻值足够大可使得输出为低电平，当两个NM0S管都不能导通时，相比于截止 的NM0S管，该电阻的阻值足够小可使得输出为高电平。电阻5与电源电压相接，数字信号 在两个NM0S管的栅极上输入，在两个NM0S管的漏极与其共同的负载电阻5之间输出。
[0019] 该RS触发器是由两个完全相同的或非门组成，其中第一或非门G1的输出端通过 导线与第二或非门G2的一个输入端相接，同样第二或非门G2的输出端也通过导线与第一 或非门G1的一个输入端相连接，形成完全对称的结构。RS触发器有两